JPS637915B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS637915B2
JPS637915B2 JP57147096A JP14709682A JPS637915B2 JP S637915 B2 JPS637915 B2 JP S637915B2 JP 57147096 A JP57147096 A JP 57147096A JP 14709682 A JP14709682 A JP 14709682A JP S637915 B2 JPS637915 B2 JP S637915B2
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JP
Japan
Prior art keywords
arm
ring
rotates
rotary ring
shaft
Prior art date
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Expired
Application number
JP57147096A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5937091A (en
Inventor
Hajime Maeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daifuku Co Ltd
Original Assignee
Daifuku Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daifuku Co Ltd filed Critical Daifuku Co Ltd
Priority to JP14709682A priority Critical patent/JPS5937091A/en
Publication of JPS5937091A publication Critical patent/JPS5937091A/en
Publication of JPS637915B2 publication Critical patent/JPS637915B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、基台上に関節アーム手段を設けた関
節型ロボツト、特に、起立姿勢を中心に前後に回
動する回動範囲と上下に回動する回動範囲とにわ
たつて連続的に回動し得る前記関節アーム手段の
第一アームに対して効果的に作用するスプリング
バランサーを備えた関節型ロボツトを提供せんと
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an articulated robot having an articulated arm means on a base, in particular a rotation range that rotates back and forth around a standing posture and a rotation range that rotates up and down. It is an object of the present invention to provide an articulated robot equipped with a spring balancer that effectively acts on a first arm of the articulated arm means that can rotate continuously over a period of time.

この種のスプリングバランサー付き関節型ロボ
ツトとしては、特開昭56−119391号公報に開示さ
れたロボツトが知られている。この従来のロボツ
トでは、スプリングバランサーによつて牽引され
るワイヤを前記関節アーム手段の第一アームに直
結しているため、スプリングバランサー内のピス
トンのストロークを前記第一アームの上下回動範
囲に対応する長さとしても、第一アームが上下回
動範囲から前後回動範囲内に移つて回動するとき
の前記ワイヤの弛みを吸収するために、第二のス
プリングによつてワイヤ緊張方向に付勢された副
ピストンを内蔵する特殊なスプリングバランサー
を使用している。この結果、スプリングバランサ
ーの全長が長くなり、しかも構造が複雑でコスト
高になる欠点があつた。
As this type of articulated robot with a spring balancer, a robot disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 119391/1983 is known. In this conventional robot, the wire pulled by the spring balancer is directly connected to the first arm of the articulated arm means, so the stroke of the piston in the spring balancer corresponds to the vertical movement range of the first arm. In order to absorb the slack of the wire when the first arm moves from the vertical movement range to the front and back rotation range, the second spring is attached in the wire tension direction. It uses a special spring balancer with a built-in secondary piston. As a result, the overall length of the spring balancer becomes long, and the structure is complicated, resulting in high cost.

本発明は上記のような従来の問題点を解決し得
るスプリングバランサー付きの関節型ロボツトを
提案するものである。
The present invention proposes an articulated robot with a spring balancer that can solve the above-mentioned conventional problems.

以下、本発明の一実施例を添付の例示図に基づ
いて説明すると、第1図に於て、1は据え付け基
台、2は垂直軸心3の廻りに旋回する旋回基台、
4は該旋回基台2上に設けられた関節アーム手段
である。この関節アーム手段4は、旋回基台2に
対して水平軸心5の廻りで回動自在に内端を軸支
された第一アーム6と、この第一アーム6の外端
一側部に水平軸心7の廻りで回動自在に軸支され
た第二アーム8と、第二アーム8の外端一側部
(前記第一アーム6が位置する側)に水平軸心9
の廻りで回動自在に軸支された手首アーム10と
を備えており、前記手首アーム10には、水平軸
心9に対して直角な軸心11の廻りで自転する手
首本体12が設けられている。尚、前記各水平軸
心5,7,9は互いに平行である。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the attached illustrative drawings. In FIG. 1, 1 is an installation base, 2 is a rotating base that rotates around a vertical axis 3,
Reference numeral 4 denotes an articulated arm means provided on the pivot base 2. This articulated arm means 4 includes a first arm 6 whose inner end is rotatably supported around a horizontal axis 5 with respect to the pivot base 2, and an outer end of the first arm 6 on one side. A second arm 8 is rotatably supported around a horizontal axis 7, and a horizontal axis 9 is provided at one side of the outer end of the second arm 8 (the side where the first arm 6 is located).
The wrist arm 10 is provided with a wrist body 12 that rotates around an axis 11 perpendicular to the horizontal axis 9. ing. Note that the horizontal axes 5, 7, and 9 are parallel to each other.

第2図及び第3図に示すように前記旋回基台2
は、円筒状の据え付け基台1の上端に外嵌した状
態で軸受13により旋回可能に支持されている。
14は旋回基台駆動用モーターであつて、据え付
け基台1内に垂直軸心3と同心状態に支持され、
その上向きの出力軸14aには歯車減速機15
(ハーモニツク減速機等)の入力軸15aが結合
され、該歯車減速機15の上向き出力軸15bが
前記旋回基台2のベースプレート2aに固定され
ている。16は、据え付け基台1内に立設され且
つ前記モーター14を内包するモーター支持用円
筒体であつて、この円筒体16の上端に付設され
且つ前記歯車減速機15を内包する円錐筒状部材
17が、ブラケツト18を介して前記モーター1
4を吊り下げると共に前記歯車減速機15の入出
力軸15a,15bを軸受19により支承する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the rotating base 2
is rotatably supported by a bearing 13 while being fitted onto the upper end of the cylindrical installation base 1 .
14 is a rotating base driving motor, which is supported within the installation base 1 in a state concentric with the vertical axis 3;
A gear reducer 15 is provided on the upward output shaft 14a.
An input shaft 15a of a gear reducer (such as a harmonic reducer) is connected thereto, and an upward output shaft 15b of the gear reducer 15 is fixed to the base plate 2a of the rotating base 2. Reference numeral 16 denotes a motor supporting cylindrical body that stands upright within the installation base 1 and houses the motor 14, and a conical cylindrical member that is attached to the upper end of this cylinder 16 and houses the gear reducer 15. 17 connects the motor 1 via a bracket 18
4 is suspended, and the input/output shafts 15a, 15b of the gear reducer 15 are supported by bearings 19.

従つて、モーター14の出力軸14aの回転
は、歯車減速機15によつて減速された状態で旋
回基台2に伝達され、旋回基台2が据え付け基台
1に対して垂直軸心3の廻りで回転せしめられる
ことになる。
Therefore, the rotation of the output shaft 14a of the motor 14 is transmitted to the swing base 2 while being reduced by the gear reducer 15, and the rotation base 2 is rotated so that the vertical axis 3 is aligned with the installation base 1. It will be forced to rotate around you.

20は第一アーム駆動用モーターであつて、前
記旋回基台2内のベースプレート2a上に、前記
垂直軸心3に接近した状態で据え付けられてい
る。このモーター20の出力軸20aは、歯付き
ベルト車21,22及び歯付きベルト23を介し
て歯車減速装置24の中央入力軸24aと連動連
結されており、該歯車減速装置24は水平軸心5
と同心状態に配置され、その外側固定リング24
bが旋回基台2の上部に突設された軸受部25に
支持されると共に、リング状出力回転体24cが
第一アーム6の一側部に固定されている。
Reference numeral 20 denotes a first arm driving motor, which is installed on the base plate 2a in the rotating base 2 in a state close to the vertical axis 3. The output shaft 20a of the motor 20 is interlocked with a central input shaft 24a of a gear reduction device 24 via toothed belt wheels 21, 22 and a toothed belt 23.
and its outer fixing ring 24
b is supported by a bearing portion 25 protruding from the upper part of the swing base 2, and a ring-shaped output rotating body 24c is fixed to one side of the first arm 6.

従つて、モーター20の出力軸20aの回転
は、歯付きベルト車21,22及び歯付きベルト
23を介して歯車減速装置24の中央入力軸24
aに伝達され、この装置24によつて減速された
後、リング状出力回転体24cより第一アーム6
に伝達され、この第一アーム6が旋回基台2に対
して水平軸心5の廻りで回転せしめられることに
なる。
Therefore, the rotation of the output shaft 20a of the motor 20 is transmitted to the central input shaft 24 of the gear reduction device 24 via the toothed belt wheels 21, 22 and the toothed belt 23.
a, and after being decelerated by this device 24, the first arm 6 is transmitted from the ring-shaped output rotating body 24c.
This causes the first arm 6 to rotate around the horizontal axis 5 with respect to the rotating base 2.

26は、水平軸心5と同心状態に配置された手
首アーム駆動用モーターであつて、前記歯付きベ
ルト車22をカバーするブラケツト27を介して
前記軸受部25に支持されている。このモーター
26は、その出力軸26aに連結された歯車減速
機(ハーモニツク減速機等)28及び回転軸29
を介して無端チエン30を駆動する。前記回転軸
29は、前記歯車減速装置24の中央入力軸24
a内を貫通する状態で、第一アーム6の二股状内
端部間に位置するように旋回基台2上に突設され
た中央軸受部31と前記モーター支持用ブラケツ
ト27とに両端を支承され、一端は前記歯車減速
機28の出力回転体28aに結合されている。前
記無端チエン30は前記第一アーム6の一側部に
張設され、前記回転軸29の内端に固定された歯
輪32と、第4図及び第5図に示すように第二ア
ーム8の回動中心である水平軸心7と同心状態の
歯輪33との間に掛張されている。この歯輪33
は、第二アーム8に水平軸心7と同心状態に固定
され且つ第一アーム6側に突出する筒軸34に回
転自在に支承されている。35は第二アーム8の
一側部に張設された無端チエンであつて、歯輪3
6,37間に掛張されている。前記歯輪36は前
記歯輪33と一体に形成され、前記歯輪37は、
前記手首アーム10に固着され且つ水平軸心9と
同心状態で第二アーム8の外端部に支承されてい
る筒軸38に固定されている。
Reference numeral 26 denotes a wrist arm drive motor disposed concentrically with the horizontal axis 5, and is supported by the bearing portion 25 via a bracket 27 that covers the toothed belt pulley 22. This motor 26 includes a gear reducer (such as a harmonic reducer) 28 and a rotating shaft 29 connected to its output shaft 26a.
The endless chain 30 is driven through. The rotating shaft 29 is the central input shaft 24 of the gear reduction device 24.
a, and both ends are supported by the motor support bracket 27 and a central bearing part 31 protruding from the rotating base 2 so as to be located between the bifurcated inner ends of the first arm 6. One end is connected to the output rotating body 28a of the gear reducer 28. The endless chain 30 is stretched on one side of the first arm 6, and has a toothed ring 32 fixed to the inner end of the rotating shaft 29, and a second arm 8 as shown in FIGS. 4 and 5. It is suspended between the horizontal axis 7, which is the center of rotation of the gear, and the gear wheel 33, which is concentric with the horizontal axis 7. This tooth ring 33
is fixed to the second arm 8 so as to be concentric with the horizontal axis 7 and is rotatably supported by a cylindrical shaft 34 that protrudes toward the first arm 6 side. 35 is an endless chain stretched on one side of the second arm 8;
It is hung between 6 and 37. The tooth ring 36 is integrally formed with the tooth ring 33, and the tooth ring 37 is
It is fixed to a cylindrical shaft 38 which is fixed to the wrist arm 10 and supported by the outer end of the second arm 8 in a state concentric with the horizontal axis 9.

従つて、モーター26の出力軸26aの回転
は、歯車減速機28によつて減速された状態で、
回転軸29、歯輪32、無端チエン30、歯輪3
3,36、無端チエン35、及び歯輪37を経由
して筒軸38に伝達され、手首アーム10が第二
アーム8に対して水平軸心9の廻りで回転せしめ
られる。
Therefore, the rotation of the output shaft 26a of the motor 26 is decelerated by the gear reducer 28.
Rotating shaft 29, tooth ring 32, endless chain 30, tooth ring 3
3, 36, the endless chain 35, and the toothed ring 37 to the cylindrical shaft 38, and the wrist arm 10 is rotated about the horizontal axis 9 relative to the second arm 8.

第2図に於て、39は手首本体駆動用モーター
であつて、その出力軸39aに連結された歯車減
速機(ハーモニツク減速機等)40及び回転軸4
1を介して無端チエン42を駆動する。前記回転
軸41は第一アーム6の回転中心である水平軸心
5と同心状態で、前記旋回基台2から上向きに突
設された軸受部43と前記中央軸受部31とに両
端が支承され、外端が前記歯車減速機40の出力
回転体40aに結合されている。前記モーター3
9と歯車減速機40は、前記軸受部43に固定さ
れたブラケツト44に水平軸心5と同心状態で支
持されている。尚、第一アーム6の二股状内端部
の内、中央軸受部31と軸受部25との間に遊嵌
する端部は、前記のように歯車減速装置24を介
して回転軸29に支承されているが、中央軸受部
31と軸受部43との間に遊嵌する側の端部は前
記回転軸41に直接支承されている。前記無端チ
エン42は第一アーム6の前記無端チエン30の
ある側とは反対の側に張設され、前記回転軸41
に固定の歯輪45と、第4図及び第5図に示すよ
うに前記水平軸心7と同心状態の歯輪46との間
に掛張されている。この歯輪46は、前記筒軸3
4内を貫通する状態で第一アーム6と第二アーム
8とにわたつて支承された回転軸47の第一アー
ム側端部に固定されている。48は、第二アーム
8の前記無端チエン35のある側とは反対の側に
張設された無端チエンであつて、前記回転軸47
の第二アーム側端部に固定された歯輪49と、前
記筒軸38内に同心状に支承された回転軸50の
一端に固定の歯輪51との間に掛張されている。
前記回転軸50は、前記手首本体12の駆動軸5
2と傘歯車53,54を介して連動連結する。
In FIG. 2, reference numeral 39 is a motor for driving the wrist main body, and a gear reducer (such as a harmonic reducer) 40 and a rotating shaft 4 are connected to its output shaft 39a.
1 to drive the endless chain 42. The rotating shaft 41 is concentric with the horizontal axis 5, which is the center of rotation of the first arm 6, and is supported at both ends by a bearing portion 43 projecting upward from the rotating base 2 and the central bearing portion 31. , the outer end is coupled to the output rotating body 40a of the gear reducer 40. Said motor 3
9 and the gear reducer 40 are supported by a bracket 44 fixed to the bearing portion 43 so as to be concentric with the horizontal axis 5. The end of the bifurcated inner end of the first arm 6 that loosely fits between the central bearing 31 and the bearing 25 is supported by the rotating shaft 29 via the gear reduction device 24 as described above. However, the end portion that loosely fits between the central bearing portion 31 and the bearing portion 43 is directly supported by the rotating shaft 41. The endless chain 42 is stretched on a side of the first arm 6 opposite to the side where the endless chain 30 is located, and is connected to the rotating shaft 41.
It is suspended between a toothed ring 45 fixed at , and a toothed wheel 46 which is concentric with the horizontal axis 7 as shown in FIGS. 4 and 5. This tooth ring 46 is connected to the cylinder shaft 3.
The rotary shaft 47 is fixed to the first arm side end portion of a rotating shaft 47 that is supported across the first arm 6 and the second arm 8 so as to pass through the interior of the rotary shaft 47 . 48 is an endless chain stretched on the opposite side of the second arm 8 from the side where the endless chain 35 is located, and is connected to the rotating shaft 47.
It is suspended between a toothed ring 49 fixed to the second arm side end of the cylinder and a toothed ring 51 fixed to one end of a rotating shaft 50 supported concentrically within the cylindrical shaft 38.
The rotating shaft 50 is the driving shaft 5 of the wrist main body 12.
2 through bevel gears 53 and 54.

従つて、モーター39の出力軸39aの回転
は、歯車減速機40によつて減速された状態で、
回転軸41、歯輪45、無端チエン42、歯輪4
6、回転軸47、歯輪49、無端チエン48、歯
輪51、回転軸50、及び傘歯車53,54を介
して手首本体駆動軸52に伝達され、手首本体1
2が手首アーム10に対して軸心11の廻りで回
転せしめられることになる。
Therefore, the rotation of the output shaft 39a of the motor 39 is reduced by the gear reducer 40, and
Rotating shaft 41, tooth ring 45, endless chain 42, tooth ring 4
6. The wrist main body 1 is transmitted to the wrist main body drive shaft 52 via the rotating shaft 47, the gear ring 49, the endless chain 48, the gear ring 51, the rotating shaft 50, and the bevel gears 53 and 54.
2 is rotated around the axis 11 with respect to the wrist arm 10.

第3図に於て、55は第二アーム駆動用モータ
ーであつて、第一アーム6が図示のように下動限
位置まで水平軸心5の廻りで回動したとき、水平
軸心5の略真上に位置するように、第一アーム6
の内端上側部に、その出力軸55aが水平軸心5
と平行になる状態で据え付けられている。このモ
ーター55の出力軸55aは、第一アーム6の中
間位置に支承された中間回転軸56と、歯付きベ
ルト車57,58及び歯付きベルト59を介して
連動連結し、前記中間回転軸56は、第5図に示
すように歯車減速装置60の中央入力軸60a
と、歯付きベルト車61,62及び歯付きベルト
63を介して連動連結している。前記歯車減速装
置60は、その中央入力軸60a内を前記水平軸
心7と同心状の回転軸47が貫通する状態で第一
アーム6の外端内部に支承され、その外側固定リ
ング60bは第一アーム6に固定され、リング状
出力回転体60cは第二アーム8側に固定の筒軸
34の拡径筒部34aに固定されている。
In FIG. 3, 55 is a motor for driving the second arm, and when the first arm 6 rotates around the horizontal axis 5 to the lower limit position as shown in the figure, The first arm 6 is positioned almost directly above.
The output shaft 55a is located at the upper inner end of the horizontal axis 5.
It is installed parallel to the The output shaft 55a of this motor 55 is interlocked and connected to an intermediate rotating shaft 56 supported at an intermediate position of the first arm 6 via toothed belt wheels 57, 58 and a toothed belt 59. is the central input shaft 60a of the gear reduction gear 60 as shown in FIG.
are interlocked and connected via toothed belt wheels 61, 62 and a toothed belt 63. The gear reduction device 60 is supported inside the outer end of the first arm 6, with the rotating shaft 47 concentric with the horizontal axis 7 passing through the central input shaft 60a, and the outer fixing ring 60b is connected to the outer end of the first arm 6. The ring-shaped output rotary body 60c is fixed to one arm 6, and the ring-shaped output rotating body 60c is fixed to an enlarged diameter cylindrical portion 34a of a cylindrical shaft 34 fixed to the second arm 8 side.

従つて、モーター55の出力軸55aの回転
は、歯付きベルト車57,58及び歯付きベルト
59を介して中間回転軸56に伝達され、更に歯
付きベルト車61,62及び歯付きベルト63を
介して歯車減速装置60の中央入力軸60aに伝
達され、当該装置60によつて減速された後、そ
のリング状出力回転体60cより筒軸34に伝達
され、第二アーム8が第一アーム6に対して水平
軸心7の廻りで回転せしめられることになる。
Therefore, the rotation of the output shaft 55a of the motor 55 is transmitted to the intermediate rotating shaft 56 via the toothed belt wheels 57, 58 and the toothed belt 59, and further to the toothed belt wheels 61, 62 and the toothed belt 63. The signal is transmitted to the central input shaft 60a of the gear reduction device 60 through the gear reduction device 60, and after being decelerated by the device 60, the signal is transmitted to the cylindrical shaft 34 from the ring-shaped output rotating body 60c, and the second arm 8 connects to the first arm 6. It is rotated around the horizontal axis 7 relative to the horizontal axis 7.

第3図に於て、64はスプリングバランサーで
あつて、旋回基台2に略上下方向に固定されたシ
リンダー65と、このシリンダー65内に摺動可
能に内装され且つ主コイルスプリング66によつ
て下向きに付勢されたピストン67と、このピス
トン67から上向きに突設されたロツド68と、
ピストン67の上昇行程の終盤に於て圧縮作用を
受ける副コイルスプリング69とから構成されて
いる。70は、第一アーム6の回転中心である水
平軸心5の廻りで回転自在な回転リングであつ
て、第2図に示すように歯車減速装置24のリン
グ状出力回転体24c上に回転自在に遊嵌せしめ
られている。この回転リング70には、歯輪の一
部分を利用したチエンガイド71が突設されてお
り、このチエンガイド71の上端に一端を係止し
たチエン72の他端を、このチエンガイド71上
に該チエン72を乗せた状態で前記スプリングバ
ランサー64のロツド68に係止させると共に、
前記回転リング70に同心状に形成した長孔73
内に、第2図に示すように第一アーム6の側面か
ら突設したピン74を遊嵌している。そして、第
一アーム6が、垂直に起立する位置より約30゜後
方に倒れた上動限位置Aから約60゜前方の中間位
置Bまで、略前後方向の回動範囲R1に於て回動
するときは、回転リング70が仮想線で示すよう
に、チエンガイド71の下端が旋回基台2上に当
接する戻り限に於て停止したままで、ピン74が
長孔73内をa位置からb位置までの回動範囲r
1で遊動し、第一アーム6が、前記中間位置Bか
ら略水平の下動限位置Cまで、略上下方向の回動
範囲R2に於て回動するときは、ピン74が長孔
73の上端に当接して、b位置からc位置までの
回動範囲r2に於て回転リング70を図の時計方
向に回動させ、チエン72、ロツド68、及びピ
ストン67を介して主コイルスプリング66を圧
縮させるように構成されている。
In FIG. 3, reference numeral 64 is a spring balancer, which includes a cylinder 65 fixed substantially vertically to the rotating base 2, and a main coil spring 66 that is slidably installed inside the cylinder 65. A piston 67 that is biased downward, a rod 68 that projects upward from the piston 67,
It is composed of an auxiliary coil spring 69 that is compressed at the end of the upward stroke of the piston 67. A rotating ring 70 is rotatable around the horizontal axis 5, which is the center of rotation of the first arm 6, and is rotatable on the ring-shaped output rotating body 24c of the gear reduction gear 24, as shown in FIG. It is loosely fitted into the This rotary ring 70 has a chain guide 71 protruding from a part of a gear ring, and the other end of a chain 72, one end of which is locked to the upper end of this chain guide 71, is placed on this chain guide 71. While holding the chain 72 on the rod 68 of the spring balancer 64,
A long hole 73 formed concentrically in the rotating ring 70
As shown in FIG. 2, a pin 74 protruding from the side surface of the first arm 6 is loosely fitted inside. Then, the first arm 6 rotates in a rotation range R1 in the approximately front-back direction from the upper limit of movement position A, which is about 30 degrees backward from the vertical position, to the intermediate position B, which is about 60 degrees forward. When the rotation ring 70 is stopped at the return limit where the lower end of the chain guide 71 contacts the swivel base 2, as shown by the imaginary line, the pin 74 moves inside the elongated hole 73 from the position a. Rotation range r to position b
1, and when the first arm 6 rotates in the rotation range R2 in the approximately vertical direction from the intermediate position B to the approximately horizontal downward movement limit position C, the pin 74 moves in the elongated hole 73. The rotary ring 70 is rotated clockwise in the figure in the rotation range r2 from position b to position c, and the main coil spring 66 is rotated through the chain 72, rod 68, and piston 67. It is configured to be compressed.

従つて、第一アーム6が略前後方向の回動範囲
R1内を回動するときは、スプリングバランサー
64は作用せず、第一アーム6が略上下方向の回
動範囲R2内を回動しているときのみ、中間位置
Bから下方への回転角に比例してスプリングバラ
ンサー64の主コイルスプリング66が圧縮さ
れ、その反力が、重力によつて第一アーム6に作
用する下向きの回転力を打ち消す方向に、即ち第
一アーム持ち上げ方向に作用し、この第一アーム
6を回動させるモーター20に掛る負荷を軽減す
る。尚、第一アーム6が下動限位置Cに到達する
少し前から下動限位置Cに到達するまでの回動範
囲内にあるとき、即ち重力によつて第一アーム6
に作用する下向きの回転力が最大となる領域に於
ては、主コイルスプリング66だけでなく副コイ
ルスプリング69も圧縮され、第一アーム6に作
用する持ち上げ力が増強される。
Therefore, when the first arm 6 rotates within the rotation range R1 in the approximately longitudinal direction, the spring balancer 64 does not act, and the first arm 6 rotates within the rotation range R2 in the approximately vertical direction. Only when the main coil spring 66 of the spring balancer 64 is compressed in proportion to the downward rotation angle from the intermediate position B, the reaction force is a downward rotational force acting on the first arm 6 due to gravity. In other words, the load on the motor 20 that rotates the first arm 6 is reduced. It should be noted that when the first arm 6 is within the rotation range from slightly before reaching the lower movement limit position C to reaching the lower movement limit position C, that is, when the first arm 6 is in the rotation range due to gravity, the first arm 6
In a region where the downward rotational force acting on the first arm 6 is maximum, not only the main coil spring 66 but also the sub coil spring 69 are compressed, and the lifting force acting on the first arm 6 is increased.

以上のように構成された関節型ロボツトによれ
ば、モーター14によつて行わせる旋回基台2の
垂直軸心3廻りの旋回動作と、モーター20によ
つて行わせる第一アーム6の水平軸心5廻りの回
転動作と、モーター55によつて行わせる第二ア
ーム8の水平軸心7廻りの回転動作と、モーター
26によつて行わせる手首アーム10の水平軸心
9廻りの回転動作と、モーター39によつて行わ
せる手首本体12の軸心11廻りの回転動作とを
適宜組み合せることにより、手首本体12に取付
けられた各種ロボツトハンドを任意の位置から他
の任意の位置へ任意の経路に於て移動させ、当該
ロボツトハンドによる所期の作業を行わせること
が出来る。
According to the articulated robot configured as described above, the motor 14 is used to rotate the rotation base 2 around the vertical axis 3, and the motor 20 is used to rotate the first arm 6 around the horizontal axis. A rotational movement around the center 5, a rotational movement of the second arm 8 around the horizontal axis 7 caused by the motor 55, and a rotational movement around the horizontal axis 9 of the wrist arm 10 caused by the motor 26. , and the rotational movement around the axis 11 of the wrist body 12 performed by the motor 39, various robot hands attached to the wrist body 12 can be moved from any position to any other position. The robot hand can be moved along a route to perform the desired work.

以上の如く本発明の関節型ロボツトによれば、
重力によつて関節アーム手段に作用する下向きの
回転力が大きくなる姿勢に第一アーム6があると
きには、前記スプリングバランサーの上向き付勢
力が前記下向きの回転力を打ち消すように働くこ
とになり、従つて第一アーム6を回動させるモー
ター20に掛る負荷が軽減される。従つて、当該
モーター20の小容量化を図り得ると共に制御も
容易になるのであるが、本発明の最大の特徴は次
の点にある。
As described above, according to the articulated robot of the present invention,
When the first arm 6 is in a position where the downward rotational force acting on the articulated arm means increases due to gravity, the upward biasing force of the spring balancer acts to cancel the downward rotational force, As a result, the load on the motor 20 that rotates the first arm 6 is reduced. Therefore, the capacity of the motor 20 can be reduced and control becomes easier, but the most important feature of the present invention is as follows.

即ち、本発明によれば、前記第一アームの回動
中心と同心状態に回転リングを設け、この回転リ
ングに一端を係止させたチエン等(実施例ではチ
エン72を使用したが、ワイヤ等でも良い)をス
プリングバランサーの牽引ロツド(実施例ではロ
ツド68)に連結して前記回転リングを第一アー
ム上動方向と同方向へ付勢せしめ、前記第一アー
ムには下動時に前記回転リングを押圧回転させる
プツシヤー(実施例では回転リング70の長孔7
3に遊嵌するピン74)を設けると共に、前記ス
プリングバランサーの付勢力により第一アームの
上動に伴つて同方向に回転する前記回転リングの
回転範囲を、前記第一アーム上下回動範囲の上限
位置に対応する位置までに規制(実施例ではチエ
ンガイド71の一端が旋回基台2に当接すること
により規制)している。
That is, according to the present invention, a rotating ring is provided concentrically with the center of rotation of the first arm, and a chain or the like (the chain 72 is used in the embodiment, but a wire, etc. The rotary ring is connected to the pulling rod (rod 68 in the embodiment) of the spring balancer to bias the rotary ring in the same direction as the upward movement direction of the first arm, and the rotary ring is attached to the first arm when the first arm moves downward. (in the embodiment, the long hole 7 of the rotating ring 70
3 is provided, and the rotation range of the rotary ring, which rotates in the same direction with the upward movement of the first arm due to the biasing force of the spring balancer, is set to the vertical movement range of the first arm. It is regulated to a position corresponding to the upper limit position (in the embodiment, it is regulated by one end of the chain guide 71 coming into contact with the swing base 2).

このような本発明の構成によれば、従来のよう
に前記チエン等を第一アームに直結する場合と比
較して、スプリングバランサーとして極一般的な
シンプルな構造のものをそのまま活用することが
出来、特殊な構造のスプリングバランサーが不要
であるから安価に実施し得る。しかも第一アーム
が前後回動範囲内を回動しているときに前記チエ
ン等に弛みを生ぜしめる恐れもない。
According to this configuration of the present invention, compared to the conventional case where the chain etc. is directly connected to the first arm, a spring balancer with a very common simple structure can be used as it is. Since a spring balancer with a special structure is not required, it can be implemented at low cost. Furthermore, there is no risk of slack in the chain etc. when the first arm rotates within the forward and backward rotation range.

更にスプリングバランサーの牽引ロツドのスト
ローク(ピストンのストローク)としては、第一
アームの上下回動範囲に相当する長さがあれば良
く、従来のようにチエン等の弛みを吸収するため
のストロークが不要であるから、ストロークバラ
ンサーの全長を極短く構成することが出来る。従
つて、実施例にも示したように当該スプリングバ
ランサーを旋回基台2内に収めることが出来、ロ
ボツトの基台部をコンパクトに構成し得る。
Furthermore, the stroke of the spring balancer's traction rod (piston stroke) only needs to be long enough to correspond to the vertical movement range of the first arm, and there is no need for a stroke to absorb slack in the chain etc. as in the past. Therefore, the total length of the stroke balancer can be configured to be extremely short. Therefore, as shown in the embodiment, the spring balancer can be housed within the rotating base 2, and the base of the robot can be made compact.

尚、スプリングバランサーは如何なる構成のも
のでも良い。特に、実施例に示したように主コイ
ルスプリング66の圧縮行程終盤に作用する副コ
イルスプリング69を備えた2段スプリング式の
スプリングバランサー64によれば、効果的なバ
ランサー機能を発揮させ得る。
Note that the spring balancer may have any configuration. In particular, as shown in the embodiment, the two-stage spring type spring balancer 64 equipped with the auxiliary coil spring 69 that acts at the end of the compression stroke of the main coil spring 66 can exhibit an effective balancer function.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は全体の斜視図、第2図は旋回基台周り
の縦断正面図、第3図はスプリングバランサー周
りの縦断側面図、第4図は関節アーム手段の側面
図、第5図は同一部横断平面図である。 1……据え付け基台、2……旋回基台、3……
旋回中心となる垂直軸心、4……関節アーム手
段、5,7,9……回動中心となる水平軸心、6
……第一アーム、8……第二アーム、10……手
首アーム、12……手首本体、14……旋回基台
駆動用モーター、15,28,40……歯車減速
機(ハーモニツク減速機等)、20……第一アー
ム駆動用モーター、23,59,63……歯付き
ベルト、24,60……歯車減速装置、24a,
60a……中央入力軸、24b,60b……外側
固定リング、24c,60c……リング状出力回
転体、25,43……左右一対の軸受部、26…
…手首アーム駆動用モーター、29,41,4
7,50,56……回転軸、30,35,42,
48……無端チエン、31……中央軸受部、34
……第二アームに固定の筒軸、38……手首アー
ムに固定の筒軸、52……手首本体駆動軸、55
……第二アーム駆動用モーター、64……スプリ
ングバランサー、66……主コイルスプリング、
67……ピストン、69……副コイルスプリン
グ、70……回転リング、71……チエンガイ
ド、72……チエン、73……長孔、74……第
一アームに固定のピン、R1……第一アームの前
後方向回動範囲、R2……第一アームの上下方向
回動範囲。
Figure 1 is a perspective view of the entire structure, Figure 2 is a longitudinal sectional front view around the pivot base, Figure 3 is a vertical sectional side view around the spring balancer, Figure 4 is a side view of the articulated arm means, and Figure 5 is the same. FIG. 1...Fixed base, 2...Swivel base, 3...
Vertical axis serving as the center of rotation, 4... Joint arm means, 5, 7, 9... Horizontal axis serving as the center of rotation, 6
...First arm, 8...Second arm, 10...Wrist arm, 12...Wrist body, 14...Swivel base drive motor, 15, 28, 40...Gear reducer (harmonic reducer, etc.) ), 20... First arm drive motor, 23, 59, 63... Toothed belt, 24, 60... Gear reduction device, 24a,
60a...Central input shaft, 24b, 60b...Outer fixing ring, 24c, 60c...Ring-shaped output rotating body, 25, 43...Pair of left and right bearings, 26...
... Wrist arm drive motor, 29, 41, 4
7, 50, 56... Rotating shaft, 30, 35, 42,
48...Endless chain, 31...Central bearing part, 34
... Cylinder shaft fixed to second arm, 38 ... Cylinder shaft fixed to wrist arm, 52 ... Wrist main body drive shaft, 55
... Second arm drive motor, 64 ... Spring balancer, 66 ... Main coil spring,
67... Piston, 69... Sub coil spring, 70... Rotating ring, 71... Chain guide, 72... Chain, 73... Long hole, 74... Pin fixed to first arm, R1... No. The longitudinal rotation range of one arm, R2... The vertical rotation range of the first arm.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 基台上に関節アーム手段を設けた関節型ロボ
ツトに於いて、起立姿勢を中心に前後に回動する
回動範囲と上下に回動する回動範囲とにわたつて
連続的に回動し得る前記関節アーム手段に於ける
第一アームの回動中心と同心状態に回転リングを
設け、この回転リングに一端を係止させたチエン
等をスプリングバランサーの牽引ロツドに連結し
て前記回転リングを第一アーム上動方向と同方向
へ付勢せしめ、前記第一アームには下動時に前記
回転リングを押圧回転させるプツシヤーを設ける
と共に、前記スプリングバランサーの付勢力によ
り第一アームの上動に伴つて同方向に回転する前
記回転リングの回転範囲を、前記第一アーム上下
回動範囲の上限位置に対応する位置までに規制し
て成るスプリングバランサーを備えた関節型ロボ
ツト。
1. In an articulated robot having an articulated arm means on a base, the robot continuously rotates in a rotation range that rotates back and forth and a rotation range that rotates up and down around a standing posture. A rotary ring is provided concentrically with the center of rotation of the first arm in the articulated arm means to obtain the rotary ring, and a chain or the like having one end locked to the rotary ring is connected to the pulling rod of the spring balancer to rotate the rotary ring. The first arm is biased in the same direction as the upward movement of the first arm, and the first arm is provided with a pusher that presses and rotates the rotary ring during downward movement, and the urging force of the spring balancer causes the first arm to move upward. An articulated robot comprising a spring balancer that limits the rotation range of the rotary ring that rotates in the same direction as the first arm to a position corresponding to the upper limit position of the vertical movement range of the first arm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS56119391A (en) * 1980-02-25 1981-09-18 Shin Meiwa Ind Co Ltd Weight equalizer for rotary arm

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